机器人涂胶系统原理与维护技术
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摘 要：近年来，汽车市场内制造技术有了很大程度的发展，随着汽车装配自动化工艺的进步与优化，目前大部分汽车生产厂家在组装汽车挡风玻璃的时候都采用机器人自动涂胶方式来代替人工涂胶的方式进行涂胶，这样既减少了人工成本又为玻璃的装配质量以及装配速度提供了有力的保障。本文将对汽车生产制造中有关挡风玻璃机器人涂胶系统的原理分析和说明以及后期的维护技术，希望对我国汽车生产制造中关于机器人控制系统方面有所帮助和借鉴。
关键词：汽车装配 自动化 机器人 涂胶技术
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0078-02
在玻璃自动涂胶系统中主要分为3个子系统，分别为供胶系统、PLC控制系统和机器人动作系统。下面我们分别从这三个子系统的工作原理来阐述整个自动涂胶系统是怎样工作的。
1 供胶系统
供胶系统采用双泵自动切换供胶方式，系统由两台 K68：155加仑双立柱热熔胶泵供胶。平时只有一台胶泵工作，当工作胶泵料位降低时，胶泵压盘升降横梁降至低位，低位检测开关获取低位信号，胶泵控制系统产生低位报警，提示工人提前做好换胶准备，同时启动另一台备用胶泵加热，备用泵进行提前预热。当胶泵横梁降至低低位时，检测信号反馈到两胶泵控制系统，切换系统工作，关闭原工作胶泵马达供气，接通另一台胶泵马达供气，以保证连续生产。系统还可以通过控制柜操作面板上泵切换按钮直接切换相对应的胶泵。左右泵出口胶管汇集到一起后供给定量齿轮泵系统，系统配有两台齿轮泵，一用一备，防止故障影响生产。为保证胶型，以及对机器人速度变化的响应，齿轮泵要对胶体流量进行精确的速度同步配合控制。
同时供胶管路中间还增加了一台定量齿轮泵系统，用来调节出胶量保证出胶均匀。定量齿轮泵系统由伺服电机加减速机驱动，带动定量齿轮泵，伺服电机分为手动和自动两种控制方式， 通过调整伺服电机的速度来控制吐胶量的多少。速度控制分为手动/自动控制两档，手动速度通过控制面板上手动速度开关选择，机器人速度调节通过改变打胶程序中的模拟量电压值来调节伺服电机的速度。吐胶控制也分为手动、自动两种控制方式，手动时，按下吐胶按扭胶枪打开，开始吐胶，松开按扭停止吐胶。自动时控制权交机器人。系统具有压力监控，齿轮泵出口安装有压力传感器，当系统压力超过压力控制仪表设定的上限压力时，胶枪自动打开，防止胶管路超压损坏。
为防止胶体温度随温度变化而变化，系统还设有温控装置，温控装置由加热胶泵压盘、加热胶泵泵体、 TEFLON加热胶管、加热胶枪、温度控制柜组成。胶体的温度由传感器检测出并送至温控柜，与设定温度相比较，利用PID原理完成对胶体加热的控制。
2 PLC控制系统
PLC控制系统采用的是工业上常见的三菱Q系列PLC控制，信號传输采用CClink现场总线进行数据传输，这里不再做过多的阐述。其主要任务是将玻璃通过传输带输送到机器人的打胶工位，并通过气缸将玻璃进行定位，再通过气缸带动的编码器对玻璃的型号进行识别，并将玻璃的信息传输给机器人，当机器人动作涂好胶后，再将玻璃输送到线上，员工直接将涂好胶的玻璃按压装配。
3 机器人动作系统
机器人动作系统的主要任务是通过机械手臂上的伺服电机控制吐胶嘴的移动位置，伺服电机的移动速度和移动方向和移动的方式均有机器人的示教盒进行控制，设计人员通过修改示教盒上的参数设定机器人的涂胶轨迹。
这个系统的移动伺服控制系统采用三菱通用交流伺服 MELSERVO-J2 Super系列，它是在 MELSERVO-J2系列的基础上开发的具有更高性能的更多功能的伺服系统。控制模式有位置控制，速度控制和转矩控制3种模式。还有位置/速度控制、速度/转矩控制、转矩/位置控制这些切换控制方式可供选择。本伺服控制系统应用领域广泛，不但可用于工作机械和一般工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制的应用，也可用于速度控制和张力控制的领域。
此外，本系统还有RS-232C和RS-422串行通讯功能。通过安装有伺服设置软件和个人计算机，就能进行参数设定、试运行、状态显示和增益调整等操作。
MELSERVO-J2 Super系列的何服电机编码器采用了分辨率为131072脉冲/转的绝对位置编码器，所以比 MELSERVO-J2系列具有进行更高精度控制的能力。只要在伺服放大器上另加电池，就能构成绝对位置系统，这样在原点经过设置后，当电源重新投入使用时或发生报警后，不需要再次原点复归也能继续工作。
4 整个系统的常见问题以及解决措施
4.1 供胶系统常见的问题
由于玻璃胶必须保证在密闭的环境中进行转送，一旦遇到空气，玻璃胶就会发生硬化，所以这个供胶系统必须要保证密闭良好。同时由于玻璃胶本身的粘稠度较高，所以这个系统泵的压力要达到120MPa以上，才能保证玻璃胶的正常流动供胶。所以供胶系统中常出现的问题有：（1）输送玻璃胶的管路密封不良;（2）员工更换玻璃的操作不规范;（3）胶泵的压力不够等。所以在使用过程中一定要保证输送管路胶的密封良好性，在管路与管路的转接处，泵头等薄弱环节加强日常点检和劣化复原工作，同时规范员工在更换胶桶时的操作，防止更换胶桶过程中，玻璃胶与空气长时间接触硬化。同时保证涂胶泵正常工作，注意观察胶泵喉部密封的使用状态，定期更换喉部密封圈以及下缸体密封圈等常用易损件。
4.2 PLC控制系统的常见问题
PLC控制系统的控制跟其它情况下PLC控制系统的情况类似，由于系统采用的是信号检测开关对信号进行检查，然后通过CClink现场总线将信号转送到PLC，PLC通过逻辑运算，再将输出信号通过CClink现场总线送到各个气缸、电机等活动单元，控制气缸、电机等机构运动。所以要保证现场信号的稳定性和信号传输的可靠性，所有PLC系统常见的问题有：（1）检测信号丢失;（2）信号通信异常等，在日常维护保养中，已经要定期检查信号开关的使用状态和位置情况，同时保证各个接线头紧固良好。
4.3 机器人动作系统的常见问题
机器人动作系统的动作的快慢和动作的位置会直接影响涂胶轨迹上的胶量和轨迹是否偏移，所以在设计不同车型玻璃的涂胶轨迹的时候，要特别注意机器人的移动速度和移动的角度。并注意移动方式的选择，这样才能保证所设计的涂胶轨迹能够满足不同车型玻璃的工艺要求。同时伺服控制系统大部分都是集成化的，平常使用的时候要注意做好活动部件的润滑和紧固工作。
5 结语
工业机器人的产生，为我们的工业制造带来了很多便利，大大地解放了劳动的生产力， 但是必须要我们时刻保持精益求精的工作态度和孜孜不倦的认真精神，才能更好地利用机器人技术为我们的工业生产提供持续稳定的良好服务，本文只是从涂胶机器人的角度浅谈机器人的控制的原理和控制方式以及后期的维护保养，以便读者能在类似的机器人控制系统中提供一些参考意义。
参考文献
[1] 廖常浩，吴洪清，万今明.工业机器人风险评估研究及应用[EB/OL].机电工程技术，2019（1）：13-15+31[2019-02-25].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/44.1522.TH.20190130.1529.008.html.
[2] 廖常浩，吴洪清，万今明.工业机器人急停装置的安全评估[J].机电技术，2017（5）：109-112，120.
[3] 吴洪清，廖常浩，万今明.信息技术设备的安全隔离设计分析[J].安全与电磁兼容，2017（6）：50-54.
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